中國科學家在南極冰穹A首次成功觀測“亞毫米波之光”

現代快報訊（記者 是鐘寅）冰穹A是南極內陸冰蓋海拔最高的地區，氣候條件極端惡劣，被稱為“不可接近之極”。然而，中國科學家每年都會來到這里，因為這里也是國際天文界公認的天文觀測最好場所之一。中國科學院紫金山天文臺牽頭報道了南極冰穹A首次成功開展亞毫米波天文科學觀測的研究結果。1月7日，成果在線發表在國際學術期刊《科學進展》。

亞毫米波的波長介于0.1到1毫米之間，其間隱藏著可見光和近紅外觀測中完全“看不見”的宇宙秘密，如星際塵埃的舞動、分子氣體的分布、恒星的誕生與成長等。傳統的可見光望遠鏡難以穿透宇宙間的塵埃，而亞毫米波觀測不僅能揭示星系形成與演化的規律，還能追蹤生命相關分子的起源線索，對于研究恒星與行星的孕育將起到重要作用。

本次研究發現，大質量恒星反饋影響星際介質碳循環過程的觀測證據。碳在其三種主要相態——電離態、原子態和分子態之間的循環，是影響星際介質化學組成與物理性質的核心過程，亞毫米波譜線觀測是解密這一星際碳循環過程的關鍵。然而，因受地球大氣對亞毫米波信號強烈吸收影響，全球僅有少數極端干燥、低溫的區域具備相應的亞毫米波觀測條件。

專家介紹，南極冰穹A被公認為是最具潛力的亞毫米波天文觀測臺址，但卻一直未能實現真正意義上的亞毫米波科學“首光”。中國科學院紫金山天文臺牽頭在中國第41次南極考察中，利用自主研制的60厘米南極太赫茲探路者望遠鏡（ATE-60），在南極冰穹A實現了首次亞毫米波天文科學觀測。

科研團隊通過亞毫米波一氧化碳分子譜線和碳原子譜線的觀測，首次系統描繪了兩個典型大質量恒星形成區 RCW 79和RCW 120中碳元素三種主要相態的空間分布特征。結果表明，高消光區域內的C?/CO豐度比顯著高于一般區域的典型值。

這一現象可能源于大質量恒星所產生的強輻射場穿透團塊狀的星際介質，有效離解了其中的CO分子，從而提升了中性碳的相對豐度。該發現為理解大質量恒星反饋過程重塑其周圍星際介質的物理與化學結構提供了關鍵的觀測證據。

本次觀測不僅驗證了我國全自主研制的亞毫米波觀測設備在極端環境中執行科學任務的能力，標志著我國南極亞毫米波天文觀測邁出關鍵一步，也展現了南極冰穹A不可替代的亞毫米波天文觀測優勢，對理解星際介質的碳循環過程具有重要科學意義，為未來南極亞毫米波天文望遠鏡的建設奠定了技術與科學基礎。

中國科學院紫金山天文臺研究員龔?和副研究員鐘家強為論文的共同第一作者，研究員李婧為論文的通訊作者，國內外多家研究單位參與合作研究。該工作得到中國科學院B類先導專項、國家重點研發計劃、國家自然科學基金等支持。

（紫金山天文臺供圖）